TEMA No. TEMA No. 66COMBUSTIÓN IN COMBUSTIÓN IN
SITUSITU
INTEGRANTES:
Universidad Nacional Experimental Universidad Nacional Experimental
Politécnica de la Fuerza Armada NacionalPolitécnica de la Fuerza Armada NacionalMaestría en Extracción de Crudos PesadosMaestría en Extracción de Crudos Pesados
Noviembre de 2011Noviembre de 2011
Jhoanna Resplandor CI. V-12.576.341 0426-5830537 [email protected]
Nirka Díaz CI. V-13.090.055 0414-0854589 [email protected]
José Gregorio Valero CI. V-9.987.334 0414-5803255 [email protected]
Róger Vásquez CI. V-14.317.216 0414-8265746 [email protected]
Miguel Farfán CI. 14.288.279 4166809726 [email protected]
1.1. COMBUSTIÓN CONVENCIONAL.COMBUSTIÓN CONVENCIONAL.2.2. CONTENIDO DE COMBUSTIBLE.CONTENIDO DE COMBUSTIBLE.3.3. REQUERIMIENTO DE AIRE.REQUERIMIENTO DE AIRE.4.4. VELOCIDAD DEL FRENTE DE COMBUSTIÓN.VELOCIDAD DEL FRENTE DE COMBUSTIÓN.5.5. CALOR DE COMBUSTIÓN.CALOR DE COMBUSTIÓN.6.6. CANTIDAD DE AGUA FORMADA POR LA COMBUSTIÓN.CANTIDAD DE AGUA FORMADA POR LA COMBUSTIÓN.7.7. IGNICIÓN.IGNICIÓN.
7.1. IGNICIÓN ESPONTÁNEA.7.1. IGNICIÓN ESPONTÁNEA.7.2. IGNICIÓN ARTIFICIAL.7.2. IGNICIÓN ARTIFICIAL.
8.8. TASA DE INYECCIÓN DE AIRE.TASA DE INYECCIÓN DE AIRE.9.9. RADIO DE EXTINCIÓN.RADIO DE EXTINCIÓN.10.10. EFICIENCIA AREAL Y VERTICAL.EFICIENCIA AREAL Y VERTICAL.11.11. DISEÑO DE UN PROYECTO DE COMBUSTIÓN IN SITU CONVENCIONAL.DISEÑO DE UN PROYECTO DE COMBUSTIÓN IN SITU CONVENCIONAL.12.12. COMBUSTIÓN EN REVERSO.COMBUSTIÓN EN REVERSO.13.13. VARIACIONES DEL PROCESO DE COMBUSTIÓN CONVENCIONAL.VARIACIONES DEL PROCESO DE COMBUSTIÓN CONVENCIONAL.
13.1. COMBUSTIÓN HUMEDA.13.1. COMBUSTIÓN HUMEDA.13.2. THAI Y CAPRI.13.2. THAI Y CAPRI.
14.14. CRITERIOS PARA LA SELECCIÓN DEL YACIMIENTO EN UN PROCESO DE CRITERIOS PARA LA SELECCIÓN DEL YACIMIENTO EN UN PROCESO DE COMBUSTION IN SITU.COMBUSTION IN SITU.
15.15. MODELOS MATEMATICOS.MODELOS MATEMATICOS.15.1. MODELO DE RAMEY.15.1. MODELO DE RAMEY.15.2. MODELO DE BAILEY Y LARKIN.15.2. MODELO DE BAILEY Y LARKIN.15.3. MODELO DE THOMAS, SELIG Y COUCH.15.3. MODELO DE THOMAS, SELIG Y COUCH.15.4. MODELO DE CHU.15.4. MODELO DE CHU.15.5. MODELO DE KUO.15.5. MODELO DE KUO.15.6 MODELO DE GOTTFRIED.15.6 MODELO DE GOTTFRIED.15.7. MODELO DE SMITH Y FAROUQ ALI.15.7. MODELO DE SMITH Y FAROUQ ALI.
CONTENIDCONTENIDOO
TIEMPO ESTIMADO 1 TIEMPO ESTIMADO 1 HORAHORA
COMBUSTIÓN IN COMBUSTIÓN IN SITUSITU
ING. JHOANNA ING. JHOANNA RESPLANDORRESPLANDOR
La combustión in situ implica la inyección de aire al yacimiento, el cual mediante ignición
espontánea o inducida, origina un frente de combustión que propaga calor dentro del
mismo. La energía térmica generada por éste método da lugar a una serie de reacciones
químicas tales como oxidación, desintegración catalítica, destilación y polimerización, que
contribuyen simultáneamente con otros mecanismos tales como empuje por vapor y
vaporización, a mover el petróleo desde la zona de combustión hacia los pozos de
producción.
COMBUSTIÓN IN SITU
COMBUSTIÓN CONVENCIONAL
COMBUSTIÓN EN REVERSO
COMBUSTIÓN HUMEDA
HÚMEDA NORMAL
HÚMEDA INCOMPLETA
SUPERHÚMEDA
COMBUSTIÓN COMBUSTIÓN CONVENCIONALCONVENCIONALEn este proceso los fluidos inyectados y el frente de combustión se mueven en el mismo
sentido, es decir, del pozo inyector hacia los pozos productores. la ignición se induce en el
pozo inyector, y una vez lograda, la temperatura aumenta gradualmente hasta que se alcanza
el punto de vaporización del agua. El vapor de agua generado se mezcla con la corriente de
gases, y fluye a través del yacimiento a la misma tasa con la que se transfiere calor desde el
frente de combustión. A esta temperatura ocurre el desplazamiento por destilación, de parte
del petróleo.
ING. JHOANNA ING. JHOANNA RESPLANDORRESPLANDOR
1. Zona de aire inyectado y agua (quemada)
2. Zona de aire y agua vaporizada
3. Frente y zona de combustión (600° - 1200° f)
4. Zona de Vaporización (Aprox. 400 ºf)
Pozo Inyector
Compresor de Aire
Gases de Combustión
Pozo Productor
Agua y
Petróleo
5. Zona de condensación de agua (50° - 200° f Ti)6. Banco de petróleo (Cerca de la temperatura inicial)
7. Gases de combustión, frío.
Diferentes Zonas formadas durante la Combustión En Sitio Convencional y Perfil de Diferentes Zonas formadas durante la Combustión En Sitio Convencional y Perfil de Temperatura.Temperatura.
ING. JHOANNA ING. JHOANNA RESPLANDORRESPLANDOR
COMBUSTIÓN COMBUSTIÓN CONVENCIONALCONVENCIONAL
Parámetros de Aplicación para la Combustión Parámetros de Aplicación para la Combustión Convencional.Convencional.
PETRÓLEOVISCOSIDA (100-5000 CP)
GRAVEDAD (8º - 26º)
YACIMIENTOESPESOR > 10 pies
PROFUNDIDAD (200 -5000 pies)
LITOLOGIACONTENIDO DE ARCILLAS BAJO
FACTORES FAVORABLESTEMPERATURA DE YACIMIENTO ALTA
BUZAMIENTO ALTOESPESOR NETO ALTO EN RELACION CON EL TOTAL
PERMEABILIDAD VERTICAL BAJA
FACTORES DESFAVORABLESFRACTURAS EXTENSIVASCAPAS GRANDES DE GASEMPUJE FUERTE DE AGUA
FLUIDOS PRODUCIDOS ALTAMENTE CONSTANTESPROBLEMAS SERIOS CON EMULSIONES PRE-EXISTENTES
La combustión convencional se recomienda para yacimientos poco profundos, entre 200 y
5000 pies (limitación impuesta principalmente por los costos de compresión e inyección de
aire), para crudos cuya gravedad oscile entre 8° y 26° API, pues ello garantiza suficiente
deposición de coque para mantener activo el frente de combustión.
COMBUSTIÓN COMBUSTIÓN CONVENCIONALCONVENCIONAL
ING. JHOANNA ING. JHOANNA RESPLANDORRESPLANDOR
El contenido de combustible, Cm,El contenido de combustible, Cm, es la masa de coque ó residuo rico en carbono que resulta
del craqueo térmico y de la destilación del crudo residual próximo al frente de combustión.
Se expresa en lb/pie3 y su valor varía en el rango de 1,5 a 3 lb/pie3. Depende de una
variedad de factores relacionados a: las propiedades de los fluidos (viscosidad del petróleo,
gravedad específica, características de destilación, saturación de agua y saturación de gas),
las propiedades de la roca (permeabilidad, porosidad y contenido de mineral), la tasa de
inyección de aire, la concentración de oxígeno, la temperatura y presión prevaleciente.
CONTENIDO DE CONTENIDO DE COMBUSTIBLECOMBUSTIBLE
ING. JHOANNA ING. JHOANNA RESPLANDORRESPLANDOR
La combustión del combustible depositado sobre los granos de arena (el cual es un residuo
carbonáceo de composición CHn) puede describirse por medio de la siguiente ecuación
estequiométrica:
OHn
COm
COm
mO
n
m
mCHn 222 2
)1
1()
1()
422
12(
donde:
n: razón de átomos de hidrógeno a átomos de carbono, o sea, razón atómica H/C.
m: razón de moléculas de CO2 a moléculas de CO.
Debido a que se inyecta aire y no oxígeno puro, el aire inyectado contiene nitrógeno N2 y
oxígeno O2, y los gases producto de la combustión contendrán, nitrógeno N2, dióxido de
carbono CO2, monóxido de carbono CO, y algún porcentaje de oxígeno O2 no utilizado,
además de otros gases tales como helio, argón, etc.
CONTENIDO DE CONTENIDO DE COMBUSTIBLECOMBUSTIBLE
ING. JHOANNA ING. JHOANNA RESPLANDORRESPLANDOR
El contenido de combustible viene dado por:
donde:
Vb es el volumen de la arena empacada en el tubo de combustión, pie3.
Varias correlaciones se han desarrollado para estimar el valor de Cm. Sin embargo, tales
correlaciones son útiles para estimados preliminares, por lo que la determinación
experimental en el laboratorio es recomendable para evaluaciones finales.
)(
)(
iónQuemadaaldeFormacVolumenTot
WWxVC HCg
m
)%2
5%2%%
79
21(
100379
4222 COCOON
Vx
VC
b
gm
CONTENIDO DE CONTENIDO DE COMBUSTIBLECOMBUSTIBLE
ING. JHOANNA ING. JHOANNA RESPLANDORRESPLANDOR
Es el volumen de aire en PCN, requerido para quemar el combustible depositado en un pie3
de roca. Muchas veces se acostumbra expresar el requerimiento de aire en millones de pies
cúbicos normales (MMPCN) por acre-pie de formación.
Desde el punto de vista económico es un factor importante, puesto que determina la relación
aire/petróleo, Fao, la cual se define como el volumen de aire a ser inyectado en orden a
desplazar un BN de petróleo, y se expresa en PCN/BN.
aFmm FCRn
Cx
Ya
)12(
100
21
379donde,
FaF es la relación aire inyectado /combustible en PCN/lb de
combustible.
Rroiao SS
aF
)(
)615,5(
donde,
Soi es la saturación inicial de petróleo, fracción,
R es la porosidad de la formación, fracción, y
Sr es la saturación de petróleo consumido como combustible.
f
mr
CS
donde,
f la densidad del combustible en lb/pie3.
REQUERIMIENTOS DE REQUERIMIENTOS DE AIREAIRE
ING. JHOANNA ING. JHOANNA RESPLANDORRESPLANDOR
PROCESO DE COMBUSTIÓN IN PROCESO DE COMBUSTIÓN IN SITUSITU
ING. NIRKA DÍAZING. NIRKA DÍAZ
La Combustión In Situ implica la inyección de aire al yacimiento, el cual mediante ignición espontánea o inducida, origina un frente de combustión que propaga calor dentro del mismo. La energía térmica generada por este método da a lugar a una serie de reacciones químicas.
Es la velocidad con la cuál viaja el frente de combustión en un determinado punto del yacimiento. Así, si la tasa de inyección de aire es ia, PCN/día, entonces para flujo radial a una distancia r f del pozo inyector, la velocidad del frente de combustión, pie/día, viene dada por:
La cual puede ser usada para calcular la posición del frente de combustión a cualquier tiempo t.
fr
U
dt
drV
ff
Siendo,
ha
aiU
2
a
UV
a
f Donde Ua es el flujo local de aire, PCN/pie 2 x día, dado por: hr
i
f
a
aU2
Velocidad del Frente Velocidad del Frente
de Combustiónde Combustión
Velocidad del Frente Velocidad del Frente
de Combustiónde Combustión
VELOCIDAD DEL FRENTE DE VELOCIDAD DEL FRENTE DE COMBUSTIÓNCOMBUSTIÓN
ING. NIRKA DÍAZING. NIRKA DÍAZ
Perfil de Saturación
CALOR DE CALOR DE COMBUSTIÓNCOMBUSTIÓN
ING. NIRKA DÍAZING. NIRKA DÍAZ
Es el calor que se genera durante la combustión de una determinada cantidad de combustible. En general se expresa en BTU/lb de combustible consumido y se determina mediante
Donde, el primer término del lado derecho de la ecuación representa el calor de combustión del carbono a dióxido de carbono, el segundo término representa el calor de combustión del carbono a monóxido de carbono, y el tercer término representa el calor de combustión del hidrógeno a vapor de agua.
)12(
500.61
)12)(1(
500.52
)12)(1(
000.174
n
n
nmnm
mH
n: razón de átomos de hidrógeno a átomos de carbono.
m: razón de moléculas de CO2 a moléculas de CO.
n: razón de átomos de hidrógeno a átomos de carbono.
m: razón de moléculas de CO2 a moléculas de CO.
CANTIDAD DE AGUA FORMADA POR LA CANTIDAD DE AGUA FORMADA POR LA COMBUSTIÓNCOMBUSTIÓN
En la reacción química de algún combustible con oxígeno se forma una cierta cantidad de agua, la cual se denomina agua producto de la combustión. En general se expresa en bls/PCN de gases producto de la combustión, y se determina por:
Debido a que se inyecta aire y no oxígeno puro, el aire inyectado contiene nitrógeno N 2 y oxígeno O2, y los gases producto de la combustión contendrán, nitrógeno N2, dióxido de carbono CO2, monóxido de carbono CO, y algún porcentaje de oxígeno O2 no utilizado, además de otros gases tales como helio, argón, etc.
Debido a que se inyecta aire y no oxígeno puro, el aire inyectado contiene nitrógeno N 2 y oxígeno O2, y los gases producto de la combustión contendrán, nitrógeno N2, dióxido de carbono CO2, monóxido de carbono CO, y algún porcentaje de oxígeno O2 no utilizado, además de otros gases tales como helio, argón, etc.
ING. NIRKA DÍAZING. NIRKA DÍAZ
En un experimento en un tubo de combustión, la composición del gas producido en
porcentaje por volumen fue la siguiente: oxígeno 2%, dióxido de carbono 14%, monóxido
de carbono 1%. El gas total seco producido fue de 60 x 103 PCN y se estima que 3 x 102
pie3 de la arena empacada del tubo fue quemada. La porosidad del empaque es 33% y la
saturación inicial de petróleo, 80%. Utilizando estos datos calcular m, n, Y, % exceso de
aire, contenido de combustible, requerimiento de aire, agua formada por la combustión,
saturación de petróleo consumido como combustible, relación aire/petróleo y calor de
combustión.
Al aplicar el proceso a un yacimiento, en el cual el espesor de la formación es de 18 pies
y la tasa de inyección de aire igual a 1,2 x 106 PCN/día, calcule la velocidad del frente de
combustión a una distancia de 75 pies, la posición del frente de combustión al final de 3
años y la velocidad del mismo a ese tiempo. Considere la densidad del combustible igual
a 333lb/Bl.
CANTIDAD DE AGUA FORMADA POR LA CANTIDAD DE AGUA FORMADA POR LA COMBUSTIÓNCOMBUSTIÓN
ING. NIRKA DÍAZING. NIRKA DÍAZ
EJEMPLO DE EJEMPLO DE CÁLCULOCÁLCULO
1.- Cálculo de m, n, Y y % exceso de aire.1.- Cálculo de m, n, Y y % exceso de aire.1.- Cálculo de m, n, Y y % exceso de aire.1.- Cálculo de m, n, Y y % exceso de aire.
2.- Cálculo del contenido de combustible “Cm”.2.- Cálculo del contenido de combustible “Cm”.2.- Cálculo del contenido de combustible “Cm”.2.- Cálculo del contenido de combustible “Cm”.
Solución:Solución:Solución:Solución:
Fracción de oxigenoFracción de oxigenoFracción de oxigenoFracción de oxigeno
CANTIDAD DE AGUA FORMADA POR LA CANTIDAD DE AGUA FORMADA POR LA COMBUSTIÓNCOMBUSTIÓN
ING. NIRKA DÍAZING. NIRKA DÍAZ
3.- Cálculo del requerimiento de aire “a”.3.- Cálculo del requerimiento de aire “a”.3.- Cálculo del requerimiento de aire “a”.3.- Cálculo del requerimiento de aire “a”.
5.- Cálculo de la saturación de petróleo consumido como 5.- Cálculo de la saturación de petróleo consumido como combustible, “Sr” y la relación aire inyectado/petróleo desplazado, combustible, “Sr” y la relación aire inyectado/petróleo desplazado, “Fao”“Fao”
5.- Cálculo de la saturación de petróleo consumido como 5.- Cálculo de la saturación de petróleo consumido como combustible, “Sr” y la relación aire inyectado/petróleo desplazado, combustible, “Sr” y la relación aire inyectado/petróleo desplazado, “Fao”“Fao”
6.- Cálculo del calor de combustión “6.- Cálculo del calor de combustión “H”H”6.- Cálculo del calor de combustión “6.- Cálculo del calor de combustión “H”H”
Densidad del combustibleDensidad del combustibleDensidad del combustibleDensidad del combustible
)12(
500.61
)12)(1(
500.52
)12)(1(
000.174
n
n
nmnm
mH
CANTIDAD DE AGUA FORMADA POR LA CANTIDAD DE AGUA FORMADA POR LA COMBUSTIÓNCOMBUSTIÓN
ING. NIRKA DÍAZING. NIRKA DÍAZ
4.- Cálculo de la cantidad de agua formada por la combustión, 4.- Cálculo de la cantidad de agua formada por la combustión, “Vw”.“Vw”.
4.- Cálculo de la cantidad de agua formada por la combustión, 4.- Cálculo de la cantidad de agua formada por la combustión, “Vw”.“Vw”.
)%2
1%2%2%
79
21(
100350379
36COCOON
xxVw
8.- Cálculo de la posición del frente de combustión, “rf”8.- Cálculo de la posición del frente de combustión, “rf”8.- Cálculo de la posición del frente de combustión, “rf”8.- Cálculo de la posición del frente de combustión, “rf”
9.- Cálculo de la velocidad del frente de combustión, “vb”9.- Cálculo de la velocidad del frente de combustión, “vb”9.- Cálculo de la velocidad del frente de combustión, “vb”9.- Cálculo de la velocidad del frente de combustión, “vb”
7.- Cálculo de la velocidad del frente de combustión, “Vf”7.- Cálculo de la velocidad del frente de combustión, “Vf”7.- Cálculo de la velocidad del frente de combustión, “Vf”7.- Cálculo de la velocidad del frente de combustión, “Vf”
a
UV
a
f
ha
aiU
2
CANTIDAD DE AGUA FORMADA POR LA CANTIDAD DE AGUA FORMADA POR LA COMBUSTIÓNCOMBUSTIÓN
ING. NIRKA DÍAZING. NIRKA DÍAZ
TIPOS DE TIPOS DE IGNICIÓNIGNICIÓN
ING. JOSÉ VALEROING. JOSÉ VALERO
IGNICIÓNIGNICIÓN
IGNICIÓN IGNICIÓN ESPONTANEAESPONTANEA
IGNICIÓN ARTIFICIALIGNICIÓN ARTIFICIAL
Es un proceso que ocurre cuando el calor que emite una reacción llega a ser suficiente como para sostener la reacción química.
Tal como su nombre lo indica, ocurre naturalmente cuando al aumentar la temperatura por efectos de la presión de inyección de aire, se inicia la combustión. El que ocurra ó no ignición espontánea depende principalmente del tipo de crudo, o sea, de su composición.
Consiste en utilizar un calentador a gas o eléctrico, o productos químicos para lograr la ignición. Comparada con la ignición espontánea, tiene la desventaja del uso de calentador y de que solo parte del espesor total de la formación es puesto en ignición.
IGNICIÓN IGNICIÓN ESPONTÁNEAESPONTÁNEA
Un parámetro importante referente a la ignición espontánea, es el tiempo requerido para que esta ocurra. Despreciando las pérdidas de calor, el tiempo requerido para la ignición espontánea se obtiene mediante un balance adiabático de calor, de lo cual resulta:
dTFspfH
Met
fR
RTETTi
C
R ,...),(
/
ti : tiempo de ignición, díasTc: temperatura de ignición,°RTR: temperatura del yacimiento,°R
E : energía de activación,
Ff: factor de frecuencia.
M: capacidad calorífica de la formación,
HR: calor de oxidación del petróleo, BTU/lb de oxígeno que reacciona.
R: constante de los gases.
mollb
BTU
Fpie
BTU
3
El término f(p,s,…)Ff e-E/RT se denomina tasa específica de reacción y se expresa en lb-mol de oxígeno que reacciona/hr-pie3 de formación
De acuerdo a Tadema y Weijdema, el tiempo de ignición espontáneo puede ser calculado por medio de la siguiente ecuación:
R
T
B
nxoRoo
R
Ri xe
BpAHSB
TMT
t
)2
1(2
: porosidad de la formación fracción
o : densidad del petróleo,
So : saturación de petróleo, fracción
HR : calor de oxidación del petróleo, BTU/lb de O2
px : presión parcial del oxígeno, lpca (px = 0,209 p donde p es la presión de inyección del vapor en lpca)
Ao : constante,
B : constante, °R
n : exponente de la presión, adimensional
3pie
lb
1 dlpc n
TIPOS DE TIPOS DE IGNICIÓNIGNICIÓN
ING. JOSÉ VALEROING. JOSÉ VALERO
R
TBnxo epAK
/
Las constantes Ao, B y n se determinan por la medición de las tasas de oxidación de diferentes mezclas de petróleos crudos a diferentes presiones y temperaturas. La tasa de oxidación K (lb de oxígeno/lb de petróleo-día) se relaciona a la presión parcial del oxígeno px, y a la temperatura original del yacimiento TR* por medio de la siguiente ecuación del tipo Arrhenius:
Tadema y Weijdema presentan valores representativos de las variables anteriores para dos tipos diferentes de petróleos.
Campo
Lagunillas
(Venezuela)
South Belridge
(California)
TR547,3 562,4
p 224,9 435,1
px47,0 90,94
o60,53 61,15
M 34,52 32,90
n 0,46 0,45
0,37 0,40
So0,60 0,56
HR5.292 5.292
B 15.948 15.624
Ao77,28 x 106 31,18 x 106
ti106 35
(observado)
EJEMPLO.EJEMPLO. Calcular el tiempo de ignición para los yacimientos de South Belridge y Lagunillas. Calcule también la tasa de consumo de oxígeno a las temperaturas de 600 °R y 1260 °R.
a.- Cálculo del tiempo de ignición, ti
)3,547
948.15(
46,06
2
948.15471028,77292.553,6060,037,0
)948.153,5472
1(3,54752,34e
xxxxxxx
xxx
ti =
97 dti =
• Lagunillas:Lagunillas:
)3,547
948.15(
45,06
2
624.1594,901018,31292.515,6156,040,0
)624.154,5622
1(4,5629,32e
xxxxxxx
xxx
48 dti =
b.- Cálculo de la tasa de oxidación, K
• South Beldridge:South Beldridge:
R
T
B
nxoRoo
R
Ri xe
BpAHSB
TMT
t
)2
1(2
K= K=
)600
624.15(
46,06 471028,77
exx
= 1,446 = 1,446
dlbpetróleo
lbOxígeno
= 0,001299
)260.1
624.15(
46,06 471028,77
exxK=
K= dlbpetróleo
lbOxígeno
TIPOS DE TIPOS DE IGNICIÓNIGNICIÓN
ING. JOSÉ VALEROING. JOSÉ VALERO
• Lagunillas:Lagunillas:
K = K =
)600
624.15(
45,06 94,901018,31
exxdlbpetróleo
lbOxígeno
= 0,00116 = 0,00116
K = K =
)260.1
624.15(
45,06 94,901018,31
exx= 977
= 977 dlbpetróleo
lbOxígeno
IGNICIÓN IGNICIÓN ARTIFICIALARTIFICIAL
El calor suministrado por pie de formación para lograr la
ignición varía de 0,3 a 3,3 MMBTU. La mayoría de los
calentadores son de 30-45 Kw (1,0 Kw = 56,8 BTU/min).
La capacidad del calentador requerido se determina en la
base a la tasa de inyección de aire, a la temperatura de
ignición (combustión) y a la temperatura original del
yacimiento, mediante el siguiente balance:
El calor suministrado por pie de formación para lograr la
ignición varía de 0,3 a 3,3 MMBTU. La mayoría de los
calentadores son de 30-45 Kw (1,0 Kw = 56,8 BTU/min).
La capacidad del calentador requerido se determina en la
base a la tasa de inyección de aire, a la temperatura de
ignición (combustión) y a la temperatura original del
yacimiento, mediante el siguiente balance:
Capacidad del Calentador, BTU/min. = ia cg g (Tc – TR)
Donde:
ia: tasa de inyección de aire, PCN/min
cg: calor específico del gas, BTU/lb-°F
g: densidad del gas a condiciones normales, lb/PCN
TR: temperatura del yacimiento, °F
Tc: temperatura de ignición, °F
Donde:
ia: tasa de inyección de aire, PCN/min
cg: calor específico del gas, BTU/lb-°F
g: densidad del gas a condiciones normales, lb/PCN
TR: temperatura del yacimiento, °F
Tc: temperatura de ignición, °F
¿CÓMO SE DETECTA LA ¿CÓMO SE DETECTA LA IGNICIÓN ?IGNICIÓN ?
a.- Aumento brusco de la temperatura en la cara de la
formación. Esto se detecta corriendo registros de
temperatura con el calentador apagado.
b.-La tasa y presión de inyección muestran fluctuaciones
rápidas, del orden de 20%.
c.-Al poco tiempo después de la ignición, la inyectividad
del aire disminuye y luego comienza a aumentar, hasta uno
ó dos meses después.
d.- Aparición de CO, y luego de CO2 acompañado de una
brusca disminución en el % de O2 en el gas producido.
a.- Aumento brusco de la temperatura en la cara de la
formación. Esto se detecta corriendo registros de
temperatura con el calentador apagado.
b.-La tasa y presión de inyección muestran fluctuaciones
rápidas, del orden de 20%.
c.-Al poco tiempo después de la ignición, la inyectividad
del aire disminuye y luego comienza a aumentar, hasta uno
ó dos meses después.
d.- Aparición de CO, y luego de CO2 acompañado de una
brusca disminución en el % de O2 en el gas producido.
TIPOS DE TIPOS DE IGNICIÓNIGNICIÓN
ING. JOSÉ VALEROING. JOSÉ VALERO
• South Beldridge:South Beldridge:
La tasa de inyección de aire iLa tasa de inyección de aire iaa (PCN/día), (PCN/día), es una
variable difícil de determinar. Lo más adecuado es inyectar
aire en el arreglo de prueba por unas dos semanas antes de
la ignición, para determinar la inyectividad y presión
necesaria. Sin embargo, debe tenerse la precaución de que
puede ocurrir ignición espontánea. La experiencia previa en
el área puede indicar la posibilidad de que ocurra la ignición
espontánea
La tasa de inyección de aire iLa tasa de inyección de aire iaa (PCN/día), (PCN/día), es una
variable difícil de determinar. Lo más adecuado es inyectar
aire en el arreglo de prueba por unas dos semanas antes de
la ignición, para determinar la inyectividad y presión
necesaria. Sin embargo, debe tenerse la precaución de que
puede ocurrir ignición espontánea. La experiencia previa en
el área puede indicar la posibilidad de que ocurra la ignición
espontánea
En ausencia de datos de campo, la tasa de inyección de aire
(ó inyectividad) se puede estimar mediante la siguiente
ecuación:
En ausencia de datos de campo, la tasa de inyección de aire
(ó inyectividad) se puede estimar mediante la siguiente
ecuación:
)238,1(ln703,0 1
22
tVr
dx
hk
TiPP
bwg
Raawi
donde:Pi: presión del pozo de inyección, lpca
Pw: presión del pozo de producción, lpca
a: viscosidad del aire, cps
kg: permeabilidad efectiva al aire, md
rw: radio de los pozos, pies
d: distancia del pozo inyector al pozo productor, piesVb: velocidad del frente de combustión, pie/día
TR: temperatura del yacimiento, °R
h: espesor de la formación, piesia: tasa de inyección de aire máxima, PCN/día
t1: tiempo requerido para alcanzar la tasa de inyección de aire máxima,
días.
donde:Pi: presión del pozo de inyección, lpca
Pw: presión del pozo de producción, lpca
a: viscosidad del aire, cps
kg: permeabilidad efectiva al aire, md
rw: radio de los pozos, pies
d: distancia del pozo inyector al pozo productor, piesVb: velocidad del frente de combustión, pie/día
TR: temperatura del yacimiento, °R
h: espesor de la formación, piesia: tasa de inyección de aire máxima, PCN/día
t1: tiempo requerido para alcanzar la tasa de inyección de aire máxima,
días.
El valor t1 se puede estimar mediante la siguiente relación: El valor t1 se puede estimar mediante la siguiente relación:
ahV
it
b
a21
2
Donde a es el requerimiento de aire en Donde a es el requerimiento de aire en rocapie
PCN3
Sustituyendo t1 en la ecuación anterior, se obtiene una
ecuación con ia como única incógnita, la cual requiere
resolverse iterativamente.
Sustituyendo t1 en la ecuación anterior, se obtiene una
ecuación con ia como única incógnita, la cual requiere
resolverse iterativamente.
Frecuentemente, la tasa de inyección de aire es estimada
(si datos previos son disponibles) por medio de una
relación del tipo
Frecuentemente, la tasa de inyección de aire es estimada
(si datos previos son disponibles) por medio de una
relación del tipo
)( 22wia PPGi
donde,
G = es una función de las propiedades del aire y de las
rocas y de la geometría del yacimiento.
donde,
G = es una función de las propiedades del aire y de las
rocas y de la geometría del yacimiento.
TASA DE INYECCIÓN DE TASA DE INYECCIÓN DE AIREAIRE
ING. JOSÉ VALEROING. JOSÉ VALERO
2pied
PCN
d
PCN
El radio de extinción,El radio de extinción, se define como la distancia radial
(a partir del pozo de inyección) rext, pies, a la cual ya no es
posible mantener la combustión. Esta distancia se relaciona
a la tasa mínima de flujo de aire (necesaria para mantener
la combustión) umin, y a la tasa de inyección de aire ia,
El radio de extinción,El radio de extinción, se define como la distancia radial
(a partir del pozo de inyección) rext, pies, a la cual ya no es
posible mantener la combustión. Esta distancia se relaciona
a la tasa mínima de flujo de aire (necesaria para mantener
la combustión) umin, y a la tasa de inyección de aire ia,
hr
iu
ext
a
2min
h
aa
extaa k
huc
r
hvs
ac
MU
422min
Selig y Couch presentan una correlación gráfica para
estimar el radio de extinción del frente de combustión radial
(conductivo-convectivo). Este gráfico se presenta en la figura
a continuación, con algunas modificaciones, y correlaciona
las siguientes variables:
para valores de 0,5 y 0,7 de la temperatura adimensional.
Ra
Rc
TT
TT
Donde:Tc : temperatura de ignición, F
TR : temperatura original del yacimiento, F
Ta – TR, es el incremento adiabático de temperatura , F
M
HCTT m
Ra
Hlb
BTU
Fpie
BTU
3
: calor de combustión, : calor de combustión,
Cm : contenido de combustible, lb/pie3 de roca.
M : capacidad calorífica de la formación,
Complementando se tiene:
Cm : contenido de combustible, lb/pie3 de roca.
M : capacidad calorífica de la formación,
Complementando se tiene:
hK
ic
h
aaa
4
Flb
BTU
ca: calor específico del gas (aire) inyectado, medido a
condiciones normales
a: densidad del gas (aire) inyectado, medido a condiciones
normales, lb/pie3.
ia: tasa de inyección de gas (aire), PCN/día.
Kh: conductividad térmica de las formaciones adyacentes,
h: espesor de la formación, pies.
Fpied
BTU
La temperatura de ignición Tc, se estima igual a 600 F en la
mayoría de los casos, debido a que la combustión del
hidrógeno comienza alrededor de los 400 F, mientras que la
del carbono se completa alrededor de los 700 F.
La temperatura de ignición Tc, se estima igual a 600 F en la
mayoría de los casos, debido a que la combustión del
hidrógeno comienza alrededor de los 400 F, mientras que la
del carbono se completa alrededor de los 700 F.
RADIO DE RADIO DE EXTINCIÓNEXTINCIÓN
ING. JOSÉ VALEROING. JOSÉ VALERO
Umin
ia
Umin
ia
Correlación Gráfica de Selig y Couch para determinar el Radio de Extinción.Correlación Gráfica de Selig y Couch para determinar el Radio de Extinción.
RADIO DE RADIO DE EXTINCIÓNEXTINCIÓN
ING. JOSÉ VALEROING. JOSÉ VALERO
c.- Cálculo de la tasa de inyección de aire, ia
De la Gráfica de Selig y CouchGráfica de Selig y Couch se obtiene:
c.- Cálculo de la tasa de inyección de aire, ia
De la Gráfica de Selig y CouchGráfica de Selig y Couch se obtiene:
088,04
min h
aa
k
huc
180763,024,0
)244,1(4088,0min xx
xxxu 2pied
PCN
= 35,816 = 35,816
hr
iu
ext
a
2min
La taza de aire se calcula mediante la siguiente ecuación La taza de aire se calcula mediante la siguiente ecuación
d
PCNxxxxhrui exta
6min 1067,218660816,3522
EJEMPLO.EJEMPLO. Calcular el radio de extinción rext (pies), siendo
la capacidad calorífica de la formación M, 33 BTU/pie3-F, la
densidad del aire a, 0,0763 pie3/lb, el calor específico del
aire ca, 0,24 BTU/lb-F, la conductividad térmica de la
formación kh, 1,4 BTU/hr-pie-F, la temperatura de la
formación Tr, 83 F, y la temperatura mínima de combustión
Tc, 550 F.
¿Cuál será la tasa de inyección de aire ia, PCN/día, necesaria
para propagar el frente de combustión a una distancia de 600
pies?
Otros datos son:
EJEMPLO.EJEMPLO. Calcular el radio de extinción rext (pies), siendo
la capacidad calorífica de la formación M, 33 BTU/pie3-F, la
densidad del aire a, 0,0763 pie3/lb, el calor específico del
aire ca, 0,24 BTU/lb-F, la conductividad térmica de la
formación kh, 1,4 BTU/hr-pie-F, la temperatura de la
formación Tr, 83 F, y la temperatura mínima de combustión
Tc, 550 F.
¿Cuál será la tasa de inyección de aire ia, PCN/día, necesaria
para propagar el frente de combustión a una distancia de 600
pies?
Otros datos son: h = 18 pies y a = 210,16 h = 18 pies y a = 210,16
3pie
PCN
SOLUCION: SOLUCION:
a.- Cálculo de los grupos adimensionales
757,0
33
19076067,183550
xTT
TT
Ra
Rc
891,218244,14
102,10763,024,0 6
xxx
xxx
575,816,2100763,024,0
33
xxac
M
aa
M
HCTT m
Ra
RADIO DE RADIO DE EXTINCIÓNEXTINCIÓN
ING. JOSÉ VALEROING. JOSÉ VALERO
088,02
extr
h= 296 pies
= 296 pies
De la Gráfica de Selig y CouchGráfica de Selig y Couch se obtiene:De la Gráfica de Selig y CouchGráfica de Selig y Couch se obtiene:
088,02
891,218
x
xrext
b.- Cálculo del Radio de Extinción
EFICIENCIA AREAL Y EFICIENCIA AREAL Y VERTICALVERTICAL
ING. MIGUEL FARFÁNING. MIGUEL FARFÁN
Eficiencia areal de barrido (EA): Corresponde al porcentaje del área horizontal total del yacimiento o arreglo que es realmente barrida por el fluido desplazante.
Eficiencia vertical de barrido (E1): Corresponde al porcentaje del espesor (vertical) del yacimiento o arreglo que ha sido barrido por el fluido desplazante.
Eficiencia volumétrica de barrido (EV): Corresponde al porcentaje del volumen poroso y permeable del yacimiento o arreglo que ha sido barrido.
Ev = EA x E1
La revisión de una gran cantidad de proyectos sobre combustión in situ llevadas a cabo en diferentes partes del mundo, revela que las eficiencias areal y vertical varían ampliamente:
40% < EA < 85%
20% < E1 < 100%
30% < Ev < 100%
DISEÑO DE UN PROYECTO DE DISEÑO DE UN PROYECTO DE CESCES
ING. MIGUEL FARFÁNING. MIGUEL FARFÁN
El procedimiento a seguir para diseñar de manera simplificada un proyecto de combustión in situ convencional es el siguiente:
1.Determinar las variables m, n, Y y Cm del experimento en el laboratorio con el tubo de combustión.
2. Calcular el aire total requerido (MMPCN) para la combustión, en base al volumen del patrón de pozos Vp, y a la eficiencia volumétrica de barrido Ev:
aT = a Vp Ev
Donde, a es el requerimiento de aire de la roca.
3. Determinar la tasa de inyección de aire máxima, ia y el tiempo requerido para alcanzarla t1, en base a la máxima presión disponible para inyectar.
4. Determinar la tasa de flujo de aire mínimo, Umin, por unidad de área seccional, requerido para mantener la combustión. Determinar también el radio de extinción. Si el límite de extinción es menor que la distancia del pozo inyector al pozo productor, se debe reducir el tamaño del arreglo o aumentar la tasa de inyección máxima, lo cual implica una mayor presión de inyección.
5. Determinar el volumen de petróleo producible por acre-pie de yacimiento:
DISEÑO DE UN PROYECTO DE DISEÑO DE UN PROYECTO DE CESCES
ING. MIGUEL FARFÁNING. MIGUEL FARFÁN
6.Determinar el volumen de agua producible, en base al agua inicialmente en el yacimiento y a
la originada por la combustión.
7. Determinar la tasa de producción de petróleo y agua en base a los MMPCN de aire
inyectado:
Aunque el procedimiento anterior es altamente simplificado, es bastante útil, y se obvia de esta
manera la necesidad de tener que recurrir a complicados modelos numéricos que en general
solo simulan aproximadamente los complejos fenómenos que ocurren en un proceso de
combustión in situ.
COMBUSTIÓN EN COMBUSTIÓN EN REVERSOREVERSO
ING. MIGUEL FARFÁNING. MIGUEL FARFÁN
Este tipo de proceso sólo ha sido llevado a cabo en pocos países del mundo (Canadá y Rumania), y ha resultado ser poco atractivo o exitoso. Con el tiempo se ha convertido en un método de recuperación térmica teórico, por lo complejo de su principio.
En la combustión en reverso, el frente de
combustión se mueve en dirección opuesta al flujo
de aire. La combustión se inicia en el pozo
productor y el frente de combustión se mueve
contra el flujo de aire. La Figura muestra un
esquema simplificado de este proceso, indicándose
las zonas formadas dentro del yacimiento.
El comportamiento de este proceso es muy
diferente al convencional, pues la zona de
combustión no consume todo el combustible
depositado delante de ella; no obstante, parte de
los componente livianos y medianos del petróleo
in situ son utilizados como tal. Casi no existe
producción de monóxido o dióxido de carbono y
las principales reacciones ocurridas durante la
oxidación del crudo originan compuestos
oxigenados tales como aldehídos, ácidos,
peróxidos, y otros.
El petróleo producido tiene características diferentes al crudo in situ, pues es más liviano y de menor viscosidad. Por esta razón, este proceso ha sido propuesto para aplicarlo en yacimientos bituminosos y en yacimientos de petróleo extrapesado.
COMBUSTIÓN EN COMBUSTIÓN EN REVERSOREVERSO
ING. MIGUEL FARFÁNING. MIGUEL FARFÁN
VENTAJAVENTAJASS1. Al igual que el proceso de combustión convencional tiene la ventaja de mejorar la
movilidad del petróleo, obteniéndose durante el proceso un petróleo con mayor gravedad que el original in situ.
2. Es probablemente el único método de recuperación térmica que puede ser aplicado a yacimientos de arenas bituminosas (Como los de Athabasca).
DESVENTAJADESVENTAJASS
1. Debe ser aplicado en formaciones frías, donde la ignición espontánea no ocurra a corto plazo.
2. Es menos atractivo que la combustión convencional, ya que las recuperaciones son mucho más bajas.
3. Se consumen mayores cantidades de hidrocarburos como combustibles.
4. Se presentan mayores perdidas de calor durante el proceso.
5. Se presentan frecuentemente problemas severos con los equipos de superficie.
Una característica del proceso de combustión convencional, es que la temperatura de la zona quemada permanece bastante alta debido a que la capacidad calorífica del aire inyectado es demasiado baja para transferir una cantidad
significativa de calor. Por esta razón, algunas veces se utiliza agua durante o
después del proceso de combustión para ayudar a que el calor sea transferido de la zona quemada y utilizarlo más eficientemente corriente abajo donde esta el petróleo.
Una característica del proceso de combustión convencional, es que la temperatura de la zona quemada permanece bastante alta debido a que la capacidad calorífica del aire inyectado es demasiado baja para transferir una cantidad
significativa de calor. Por esta razón, algunas veces se utiliza agua durante o
después del proceso de combustión para ayudar a que el calor sea transferido de la zona quemada y utilizarlo más eficientemente corriente abajo donde esta el petróleo.
VARIACIONES DEL VARIACIONES DEL PROCESOPROCESO
ING. MIGUEL FARFÁNING. MIGUEL FARFÁN
COMBUSTIÓN COMBUSTIÓN HÚMEDAHÚMEDAEsta variante de la combustión convencional se genera al inyectar agua
alternada o simultáneamente con el aire, una vez que se ha logrado la ignición
del crudo in situ.
La combustión húmeda se clasifica en:
Combustión húmeda normalCombustión húmeda normal
Combustión húmedaCombustión húmeda incompletaincompleta
Combustión superhúmedaCombustión superhúmedaEsta clasificación ha sido propuesta en base a la características de los perfiles
de temperatura y saturación originados durante el proceso.
Esta variante de la combustión convencional se genera al inyectar agua
alternada o simultáneamente con el aire, una vez que se ha logrado la ignición
del crudo in situ.
La combustión húmeda se clasifica en:
Combustión húmeda normalCombustión húmeda normal
Combustión húmedaCombustión húmeda incompletaincompleta
Combustión superhúmedaCombustión superhúmedaEsta clasificación ha sido propuesta en base a la características de los perfiles
de temperatura y saturación originados durante el proceso.
COMBUSTIÓN COMBUSTIÓN HÚMEDAHÚMEDA
ING. MIGUEL FARFÁNING. MIGUEL FARFÁN
Combustión húmeda, normal o Combustión húmeda, normal o incompleta,incompleta, el agua inyectada al ponerse en contacto con la zona quemada se evapora y fluye a través del frente de combustión como parte de la fase gaseosa, puesto que la máxima temperatura del frente de combustión es, en este caso, mayor que la temperatura de evaporación del agua a la presión del sistema.
El proceso se denomina húmeda normalhúmeda normal cuando el coque depositado se consume completamente. Por el contrario, cuando el agua inyectada hace que el combustible depositado no se queme por completo, entonces se trata de una combustión húmeda incompleta.húmeda incompleta.
La combustión superhúmedaLa combustión superhúmeda se logra cuando la cantidad de calor disponible en la zona quemada, no es suficiente para vaporizar toda el agua inyectada al sistema. En este proceso, la máxima temperatura de combustión desaparece, y la zona de vaporización-condensación se esparce por todo el medio poroso. Este tipo también ha sido denominada combustión parcialmente apagada.
Combustión húmeda, normal o Combustión húmeda, normal o incompleta,incompleta, el agua inyectada al ponerse en contacto con la zona quemada se evapora y fluye a través del frente de combustión como parte de la fase gaseosa, puesto que la máxima temperatura del frente de combustión es, en este caso, mayor que la temperatura de evaporación del agua a la presión del sistema.
El proceso se denomina húmeda normalhúmeda normal cuando el coque depositado se consume completamente. Por el contrario, cuando el agua inyectada hace que el combustible depositado no se queme por completo, entonces se trata de una combustión húmeda incompleta.húmeda incompleta.
La combustión superhúmedaLa combustión superhúmeda se logra cuando la cantidad de calor disponible en la zona quemada, no es suficiente para vaporizar toda el agua inyectada al sistema. En este proceso, la máxima temperatura de combustión desaparece, y la zona de vaporización-condensación se esparce por todo el medio poroso. Este tipo también ha sido denominada combustión parcialmente apagada.
COMBUSTIÓN HÚMEDA COMBUSTIÓN HÚMEDA NORMALNORMAL
COMBUSTIÓN HÚMEDA COMBUSTIÓN HÚMEDA INCOMPLETAINCOMPLETA
COMBUSTIÓN COMBUSTIÓN SUPERHÚMEDASUPERHÚMEDA
ING. MIGUEL FARFÁNING. MIGUEL FARFÁN
MECANISMOS DE LA COMBUSTIÓN MECANISMOS DE LA COMBUSTIÓN HÚMEDAHÚMEDA1. Reducción de la viscosidad del crudo.
2. Hinchamiento o expansión térmica del crudo
3. Destilación o Vaporización.
4. Empuje por vapor de agua.
COMBUSTIÓN COMBUSTIÓN HÚMEDAHÚMEDA
COMBUSTIÓN COMBUSTIÓN HÚMEDAHÚMEDA
ING. RÓGER VÁSQUEZING. RÓGER VÁSQUEZ
Las ventajas que ofrece la combustión húmeda en cualquiera de sus variantes, es
que reduce en cierto grado los problemas operacionales propios del proceso, entre
los cuales se cuentan:
Las ventajas que ofrece la combustión húmeda en cualquiera de sus variantes, es
que reduce en cierto grado los problemas operacionales propios del proceso, entre
los cuales se cuentan:
VENTAJAVENTAJASS
1.-1.- La producción de arena por las altas tasas de gases.
2.-2.- La corrosión por ácidos en los pozos y en las facilidades de producción.
3.-3.- La oxidación en las tuberías por la presencia de oxígeno en la corriente de gases
inyectados y producidos.
4.-4.- La formación de emulsiones, el taponamiento de yacimiento por el coque
depositado y otros.
Estos problemas disminuyen debido a las menores cantidades de gases
producidos, por la disolución de los ácidos producidos en el gran volumen
de agua existente (inyectada, connata y formada), por el consumo
completo de oxígeno y por la reducción de las temperaturas generadas.
Actualmente casi todos los proyectos de combustión convencional son del Actualmente casi todos los proyectos de combustión convencional son del
tipo húmeda.tipo húmeda.
1.-1.- La producción de arena por las altas tasas de gases.
2.-2.- La corrosión por ácidos en los pozos y en las facilidades de producción.
3.-3.- La oxidación en las tuberías por la presencia de oxígeno en la corriente de gases
inyectados y producidos.
4.-4.- La formación de emulsiones, el taponamiento de yacimiento por el coque
depositado y otros.
Estos problemas disminuyen debido a las menores cantidades de gases
producidos, por la disolución de los ácidos producidos en el gran volumen
de agua existente (inyectada, connata y formada), por el consumo
completo de oxígeno y por la reducción de las temperaturas generadas.
Actualmente casi todos los proyectos de combustión convencional son del Actualmente casi todos los proyectos de combustión convencional son del
tipo húmeda.tipo húmeda.
ING. MIGUEL FARFÁNING. MIGUEL FARFÁN
THAI Y THAI Y CAPRICAPRI
Esta tecnología fue desarrollada por Petrobank Energy and Resources Limited, empresa petrolera canadiense. Fue patentada por Canadá, Estado Unidos, Inglaterra y Venezuela.
THAI (Toe-to-Heel Air Injection)THAI (Toe-to-Heel Air Injection)
Adopta una configuración especial de pozo inyector vertical y pozo productor horizontal con combustión en sitio.
CAPRI = THAI + catalizadorCAPRI = THAI + catalizador
El catalizador se agrega al relleno de grava alrededor del pozo horizontal de producción para separar del crudo pesado de compuestos no deseados como azufre, asfáltenos y metales pesados. En otras palabras, CAPRI refina el crudo a condiciones del yacimiento.
ING. MIGUEL FARFÁNING. MIGUEL FARFÁN
THAI Y THAI Y CAPRICAPRI
1. Se estima una recuperación de hasta el 80% según cálculos computarizados
2. Se disminuye la viscosidad del crudo que se encuentra en el yacimiento.
3. Se puede mejorar la gravedad API de 11º hasta 26º.
4. No deteriora el medio ambiente.
5. En comparación con la inyección tradicional de vapor, se requiere menos energía para generar vapor.
6. Mayor aumento de la gravedad API del crudo y Petrobank estima una reducción del 22% de emisión de dióxido de carbono porque no se quema gas natural en superficie para generar vapor al compararse con el Drenaje por Gravedad asistida con Vapor.
7. Cuando se lleva a cabo la combustión, se generan productos beneficiosos como gases, calor y agua. Gases como el nitrógeno, que llegan a superficie junto con el petróleo, que se pueden comercializar. Se genera calor que aporta energía al yacimiento para su producción y el agua producida se destila con calidad industrial.
VENTAJAS DEL MÉTODO THAI Y CAPRIVENTAJAS DEL MÉTODO THAI Y CAPRI
CRITERIOS DE SELECCIÓN DEL CRITERIOS DE SELECCIÓN DEL YACIMIENTOYACIMIENTO
ING. RÓGER VÁSQUEZING. RÓGER VÁSQUEZ
Basados en proyectos de campo y pruebas de laboratorio, se pueden establecer una
serie de condiciones deseables que un yacimiento debe tener para ser considerado
técnicamente atractivo para un proyecto de combustión in situ. Estas condiciones
son:
Basados en proyectos de campo y pruebas de laboratorio, se pueden establecer una
serie de condiciones deseables que un yacimiento debe tener para ser considerado
técnicamente atractivo para un proyecto de combustión in situ. Estas condiciones
son:
CONTENIDO DE CONTENIDO DE PETRÓLEOPETRÓLEO
Dado que el frente de combustión puede
consumir alrededor de 300 del
petróleo inicial, al menos 600 de
petróleo deben estar presentes en el
yacimiento. Esto implica una porosidad del
orden del 20% y una saturación
porcentual del petróleo del 40%.
Dado que el frente de combustión puede
consumir alrededor de 300 del
petróleo inicial, al menos 600 de
petróleo deben estar presentes en el
yacimiento. Esto implica una porosidad del
orden del 20% y una saturación
porcentual del petróleo del 40%.
pieacre
Bl
pieacre
Bl
ESPESOR DE ARENAESPESOR DE ARENANo debe exceder los 50 pies. Espesores
mayores de 50 pie requerirán suficiente
inyección de aire para mantener el frente de
combustión moviéndose al menos a una
velocidad de 0,25 pies/días, lo que sería
excesivo con respecto a las limitaciones
prácticas impuestas por el equipo de
compresión.
No debe exceder los 50 pies. Espesores
mayores de 50 pie requerirán suficiente
inyección de aire para mantener el frente de
combustión moviéndose al menos a una
velocidad de 0,25 pies/días, lo que sería
excesivo con respecto a las limitaciones
prácticas impuestas por el equipo de
compresión.
PROFUNDIDAD DEL PROFUNDIDAD DEL POZOPOZO
Debe ser mayor de 200 pies. En general
profundidades menores de 200 pies, podrían
limitar severamente la presión a la cual el
aire puede ser inyectado.
Operaciones en yacimientos profundos
resultan en pozos altamente costosos, como
también en gastos sustanciales en la
compresión del aire, por lo que las
condiciones económicas pueden
imponer profundidades prácticas del
orden de 2.500 a 4.500 pies.
Debe ser mayor de 200 pies. En general
profundidades menores de 200 pies, podrían
limitar severamente la presión a la cual el
aire puede ser inyectado.
Operaciones en yacimientos profundos
resultan en pozos altamente costosos, como
también en gastos sustanciales en la
compresión del aire, por lo que las
condiciones económicas pueden
imponer profundidades prácticas del
orden de 2.500 a 4.500 pies.
CRITERIOS DE SELECCIÓN DEL CRITERIOS DE SELECCIÓN DEL YACIMIENTOYACIMIENTO
ING. RÓGER VÁSQUEZING. RÓGER VÁSQUEZ
GRAVEDAD API Y GRAVEDAD API Y VISCOSIDADVISCOSIDAD
Petróleos de gravedades mayores de 40
°API no depositan suficiente coque
(combustible) para mantener un frente de
combustión. Por otro lado, petróleos de
gravedades menores de 8 °API son
generalmente muy viscosos para fluir
delante del frente de combustión cuando
la temperatura del yacimiento prevalece sobre
la temperatura de combustión.
La recuperación de petróleo de gravedades
extremadamente bajas pueden ser posibles
por medio de la combustión en reverso, donde
el petróleo producido fluye a través de la zona
calentada y su composición es
estructuralmente alterada.
Petróleos de gravedades mayores de 40
°API no depositan suficiente coque
(combustible) para mantener un frente de
combustión. Por otro lado, petróleos de
gravedades menores de 8 °API son
generalmente muy viscosos para fluir
delante del frente de combustión cuando
la temperatura del yacimiento prevalece sobre
la temperatura de combustión.
La recuperación de petróleo de gravedades
extremadamente bajas pueden ser posibles
por medio de la combustión en reverso, donde
el petróleo producido fluye a través de la zona
calentada y su composición es
estructuralmente alterada.
PERMEABILIDAPERMEABILIDADD
Cuando la viscosidad del petróleo es alta
(un yacimiento conteniendo un petróleo
de 10 °API), una permeabilidad mayor de
100 mD podría ser necesaria,
especialmente si el yacimiento es somero y la
presión de inyección es limitada. Un crudo de
gravedad entre 30 y 35 °API a una
profundidad de 2.500 pies, puede responder a
un proceso de combustión in situ, aún con
permeabilidades tan bajas como de 25 a 50
mD.
Cuando la viscosidad del petróleo es alta
(un yacimiento conteniendo un petróleo
de 10 °API), una permeabilidad mayor de
100 mD podría ser necesaria,
especialmente si el yacimiento es somero y la
presión de inyección es limitada. Un crudo de
gravedad entre 30 y 35 °API a una
profundidad de 2.500 pies, puede responder a
un proceso de combustión in situ, aún con
permeabilidades tan bajas como de 25 a 50
mD. TAMAÑO DEL TAMAÑO DEL YACIMIENTOYACIMIENTO
El yacimiento debe ser lo suficientemente
grande, ya que si una prueba piloto a pequeña
escala tiene éxito, un éxito económico a gran
escala puede ser esperado. Dependiendo
del espesor de la arena, el tamaño del
yacimiento, podría ser aproximadamente
de 100 acres.
El yacimiento debe ser lo suficientemente
grande, ya que si una prueba piloto a pequeña
escala tiene éxito, un éxito económico a gran
escala puede ser esperado. Dependiendo
del espesor de la arena, el tamaño del
yacimiento, podría ser aproximadamente
de 100 acres.
CRITERIOS DE SELECCIÓN DEL CRITERIOS DE SELECCIÓN DEL YACIMIENTOYACIMIENTO
ING. RÓGER VÁSQUEZING. RÓGER VÁSQUEZ
Criterios de Diseño para la Selección del Criterios de Diseño para la Selección del Yacimiento en un Yacimiento en un
Proceso de Combustión In Situ.Proceso de Combustión In Situ.
PROYECTO PILOTO CAMPO BARE PDVSA PROYECTO PILOTO CAMPO BARE PDVSA STMSTM
ING. RÓGER VÁSQUEZING. RÓGER VÁSQUEZ
ÁREA AYACUCHO
11.300 Km2
487 Km2
UBICACIÓN DEL PROYECTOUBICACIÓN DEL PROYECTO
El proyecto piloto de Combustión en Sitio se desarrollará en el Cuadrángulo Bare del Distrito San
Tome ubicado en La Faja Petrolífera del Orinoco, parte Sur de la Cuenca Oriental de Venezuela al
Norte del río Orinoco. El cuadrángulo Bare está ubicado geográficamente en el estado Anzoátegui, a
unos 40 Km. aproximadamente al sur de la ciudad de El Tigre y a unos 70 Km. al norte del río
Orinoco. Abarca una superficie de unos 487 Km2 con una longitud de 27 Km. y un ancho de 18 Km.
aproximadamente. Se encuentra en el sector nor.-occidental del área Ayacucho, en la Faja Petrolífera
del Orinoco, presentando un rumbo este-oeste. Limita al norte con los Campos Miga y Yopales Sur; al
sur por el cuadrángulo Huyapari, al este por los cuadrángulos Cariña e Irapa y hacia el Oeste, por el
cuadrángulo Arecuna.
El proyecto piloto de Combustión en Sitio se desarrollará en el Cuadrángulo Bare del Distrito San
Tome ubicado en La Faja Petrolífera del Orinoco, parte Sur de la Cuenca Oriental de Venezuela al
Norte del río Orinoco. El cuadrángulo Bare está ubicado geográficamente en el estado Anzoátegui, a
unos 40 Km. aproximadamente al sur de la ciudad de El Tigre y a unos 70 Km. al norte del río
Orinoco. Abarca una superficie de unos 487 Km2 con una longitud de 27 Km. y un ancho de 18 Km.
aproximadamente. Se encuentra en el sector nor.-occidental del área Ayacucho, en la Faja Petrolífera
del Orinoco, presentando un rumbo este-oeste. Limita al norte con los Campos Miga y Yopales Sur; al
sur por el cuadrángulo Huyapari, al este por los cuadrángulos Cariña e Irapa y hacia el Oeste, por el
cuadrángulo Arecuna.
ROFS62
RO_B
REGISTRO TIPOREGISTRO TIPO
Espesor ±300’
Espesor ±800’
Espesor ±1500’
Espesor ±2000
Espesor ±200’
PleistocenoPlioceno
Mioceno Sup.
Cenomaniense
Mioceno Med.Mioceno Inf.OligocenoEoceno Sup.
Eoceno MedEoceno Inf.Paleoceno
Maestrich.
CampanienseSantonienseConiaciense
Turoniense
Albiense
Aptiense
Barremiense
Neocomiense
T E R C
I A R I
OC R
E T A C
E O
PALEOZOICO
PRECAMBRICO
JURASICO
TRIASICO
EDAD
FREITESFREITES
LAS PIEDRASLAS PIEDRAS
MERECURE (U2- 3)
Areniscas, limos y arcillas.Ambiente Continental
-
Areniscas, limolitas,lutitas y lignitos.
Ambiente Continental con trazas de lignitos
Lutitas gris verdosa, intercaladas, en la sección basal con arenisca de granos
finos. En la parte media presenta arenas pobremente compactada propiciando zonas de presiones
anormales.
Ambiente Marino
Alternación monótona de areniscas con hidrocarburos y lutitas, con
abundancia de lignitos de poco espesor pero de gran extensión lateral.
Ambiente Fluvio-Daltáico
Arenisca masiva, intercaladas con capas de lutita. Ambiente Fluvia
Conglomerados, areniscas, limolitas y con manchas grises.Ambiente
continental
A-B-C
T-U1
O-P-Q
H-I-J-K
D-E-F-G
R-S
L-M-N
O F I C
I N A
O F I C
I N A
TEMBLADOR
FREITES
BASAMENTOCOMPLEJO IGNEO -
METAMORFICO
REGISTRO TIPOREGISTRO TIPO
Espesor ±300’
Espesor ±800’
Espesor ±1500’
Espesor ±2000
Espesor ±200’
PleistocenoPlioceno
Mioceno Sup.
Cenomaniense
Mioceno Med.Mioceno Inf.OligocenoEoceno Sup.
Eoceno MedEoceno Inf.Paleoceno
Maestrich.
CampanienseSantonienseConiaciense
Turoniense
Albiense
Aptiense
Barremiense
Neocomiense
T E R C
I A R I
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PALEOZOICO
PRECAMBRICO
JURASICO
TRIASICO
EDAD
FREITESFREITES
LAS PIEDRASLAS PIEDRAS
MERECURE (U2- 3)
Areniscas, limos y arcillas.Ambiente Continental
-
Areniscas, limolitas,lutitas y lignitos.
Ambiente Continental con trazas de lignitos
Lutitas gris verdosa, intercaladas, en la sección basal con arenisca de granos
finos. En la parte media presenta arenas pobremente compactada propiciando zonas de presiones
anormales.
Ambiente Marino
Alternación monótona de areniscas con hidrocarburos y lutitas, con
abundancia de lignitos de poco espesor pero de gran extensión lateral.
Ambiente Fluvio-Daltáico
Arenisca masiva, intercaladas con capas de lutita. Ambiente Fluvia
Conglomerados, areniscas, limolitas y con manchas grises.Ambiente
continental
A-B-C
T-U1
O-P-Q
H-I-J-K
D-E-F-G
R-S
L-M-N
O F I C
I N A
O F I C
I N A
TEMBLADOR
FREITES
BASAMENTOCOMPLEJO IGNEO -
METAMORFICO
REGISTRO TIPOREGISTRO TIPO
Espesor ±300’
Espesor ±800’
Espesor ±1500’
Espesor ±2000
Espesor ±200’
PleistocenoPlioceno
Mioceno Sup.
Cenomaniense
Mioceno Med.Mioceno Inf.OligocenoEoceno Sup.
Eoceno MedEoceno Inf.Paleoceno
Maestrich.
CampanienseSantonienseConiaciense
Turoniense
Albiense
Aptiense
Barremiense
Neocomiense
T E R C
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PALEOZOICO
PRECAMBRICO
JURASICO
TRIASICO
EDAD
FREITESFREITES
LAS PIEDRASLAS PIEDRAS
MERECURE (U2- 3)
Areniscas, limos y arcillas.Ambiente Continental
-
Areniscas, limolitas,lutitas y lignitos.
Ambiente Continental con trazas de lignitos
Lutitas gris verdosa, intercaladas, en la sección basal con arenisca de granos
finos. En la parte media presenta arenas pobremente compactada propiciando zonas de presiones
anormales.
Ambiente Marino
Alternación monótona de areniscas con hidrocarburos y lutitas, con
abundancia de lignitos de poco espesor pero de gran extensión lateral.
Ambiente Fluvio-Daltáico
Arenisca masiva, intercaladas con capas de lutita. Ambiente Fluvia
Conglomerados, areniscas, limolitas y con manchas grises.Ambiente
continental
A-B-C
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O-P-Q
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D-E-F-G
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TEMBLADOR
FREITES
REGISTRO TIPOREGISTRO TIPO
Espesor ±300’
Espesor ±800’
Espesor ±1500’
Espesor ±2000
Espesor ±200’
Espesor ±300’
Espesor ±800’
Espesor ±1500’
Espesor ±2000
Espesor ±200’
PleistocenoPlioceno
Mioceno Sup.
Cenomaniense
Mioceno Med.Mioceno Inf.OligocenoEoceno Sup.
Eoceno MedEoceno Inf.Paleoceno
Maestrich.
CampanienseSantonienseConiaciense
Turoniense
Albiense
Aptiense
Barremiense
Neocomiense
T E R C
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OC R
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PALEOZOICO
PRECAMBRICO
JURASICO
TRIASICO
EDAD
PleistocenoPlioceno
Mioceno Sup.
Cenomaniense
Mioceno Med.Mioceno Inf.OligocenoEoceno Sup.
Eoceno MedEoceno Inf.Paleoceno
Maestrich.
CampanienseSantonienseConiaciense
Turoniense
Albiense
Aptiense
Barremiense
Neocomiense
PleistocenoPlioceno
Mioceno Sup.
Cenomaniense
Mioceno Med.Mioceno Inf.OligocenoEoceno Sup.
Eoceno MedEoceno Inf.Paleoceno
Maestrich.
CampanienseSantonienseConiaciense
Turoniense
Albiense
Aptiense
Barremiense
Neocomiense
T E R C
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PALEOZOICO
PRECAMBRICO
JURASICO
TRIASICO
EDAD
FREITESFREITES
LAS PIEDRASLAS PIEDRAS
MERECURE (U2- 3)MERECURE (U2- 3)
Areniscas, limos y arcillas.Ambiente Continental
-
Areniscas, limolitas,lutitas y lignitos.
Ambiente Continental con trazas de lignitos
Lutitas gris verdosa, intercaladas, en la sección basal con arenisca de granos
finos. En la parte media presenta arenas pobremente compactada propiciando zonas de presiones
anormales.
Ambiente Marino
Alternación monótona de areniscas con hidrocarburos y lutitas, con
abundancia de lignitos de poco espesor pero de gran extensión lateral.
Ambiente Fluvio-Daltáico
Arenisca masiva, intercaladas con capas de lutita. Ambiente Fluvia
Conglomerados, areniscas, limolitas y con manchas grises.Ambiente
continental
A-B-C
T-U1
O-P-Q
H-I-J-K
D-E-F-G
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O F I C
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T-U1
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H-I-J-K
D-E-F-G
R-S
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TEMBLADORTEMBLADOR
FREITES
BASAMENTOCOMPLEJO IGNEO -
METAMORFICOBASAMENTOCOMPLEJO IGNEO -
METAMORFICOBASAMENTOCOMPLEJO IGNEO -
METAMORFICO
ROFS62
RO_B
REGISTRO TIPOREGISTRO TIPO
Espesor ±300’
Espesor ±800’
Espesor ±1500’
Espesor ±2000
Espesor ±200’
PleistocenoPlioceno
Mioceno Sup.
Cenomaniense
Mioceno Med.Mioceno Inf.OligocenoEoceno Sup.
Eoceno MedEoceno Inf.Paleoceno
Maestrich.
CampanienseSantonienseConiaciense
Turoniense
Albiense
Aptiense
Barremiense
Neocomiense
T E R C
I A R I
OC R
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PALEOZOICO
PRECAMBRICO
JURASICO
TRIASICO
EDAD
FREITESFREITES
LAS PIEDRASLAS PIEDRAS
MERECURE (U2- 3)
Areniscas, limos y arcillas.Ambiente Continental
-
Areniscas, limolitas,lutitas y lignitos.
Ambiente Continental con trazas de lignitos
Lutitas gris verdosa, intercaladas, en la sección basal con arenisca de granos
finos. En la parte media presenta arenas pobremente compactada propiciando zonas de presiones
anormales.
Ambiente Marino
Alternación monótona de areniscas con hidrocarburos y lutitas, con
abundancia de lignitos de poco espesor pero de gran extensión lateral.
Ambiente Fluvio-Daltáico
Arenisca masiva, intercaladas con capas de lutita. Ambiente Fluvia
Conglomerados, areniscas, limolitas y con manchas grises.Ambiente
continental
A-B-C
T-U1
O-P-Q
H-I-J-K
D-E-F-G
R-S
L-M-N
O F I C
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TEMBLADOR
FREITES
BASAMENTOCOMPLEJO IGNEO -
METAMORFICO
REGISTRO TIPOREGISTRO TIPO
Espesor ±300’
Espesor ±800’
Espesor ±1500’
Espesor ±2000
Espesor ±200’
PleistocenoPlioceno
Mioceno Sup.
Cenomaniense
Mioceno Med.Mioceno Inf.OligocenoEoceno Sup.
Eoceno MedEoceno Inf.Paleoceno
Maestrich.
CampanienseSantonienseConiaciense
Turoniense
Albiense
Aptiense
Barremiense
Neocomiense
T E R C
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OC R
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PALEOZOICO
PRECAMBRICO
JURASICO
TRIASICO
EDAD
FREITESFREITES
LAS PIEDRASLAS PIEDRAS
MERECURE (U2- 3)
Areniscas, limos y arcillas.Ambiente Continental
-
Areniscas, limolitas,lutitas y lignitos.
Ambiente Continental con trazas de lignitos
Lutitas gris verdosa, intercaladas, en la sección basal con arenisca de granos
finos. En la parte media presenta arenas pobremente compactada propiciando zonas de presiones
anormales.
Ambiente Marino
Alternación monótona de areniscas con hidrocarburos y lutitas, con
abundancia de lignitos de poco espesor pero de gran extensión lateral.
Ambiente Fluvio-Daltáico
Arenisca masiva, intercaladas con capas de lutita. Ambiente Fluvia
Conglomerados, areniscas, limolitas y con manchas grises.Ambiente
continental
A-B-C
T-U1
O-P-Q
H-I-J-K
D-E-F-G
R-S
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O F I C
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TEMBLADOR
FREITES
BASAMENTOCOMPLEJO IGNEO -
METAMORFICO
REGISTRO TIPOREGISTRO TIPO
Espesor ±300’
Espesor ±800’
Espesor ±1500’
Espesor ±2000
Espesor ±200’
PleistocenoPlioceno
Mioceno Sup.
Cenomaniense
Mioceno Med.Mioceno Inf.OligocenoEoceno Sup.
Eoceno MedEoceno Inf.Paleoceno
Maestrich.
CampanienseSantonienseConiaciense
Turoniense
Albiense
Aptiense
Barremiense
Neocomiense
T E R C
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OC R
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PALEOZOICO
PRECAMBRICO
JURASICO
TRIASICO
EDAD
FREITESFREITES
LAS PIEDRASLAS PIEDRAS
MERECURE (U2- 3)
Areniscas, limos y arcillas.Ambiente Continental
-
Areniscas, limolitas,lutitas y lignitos.
Ambiente Continental con trazas de lignitos
Lutitas gris verdosa, intercaladas, en la sección basal con arenisca de granos
finos. En la parte media presenta arenas pobremente compactada propiciando zonas de presiones
anormales.
Ambiente Marino
Alternación monótona de areniscas con hidrocarburos y lutitas, con
abundancia de lignitos de poco espesor pero de gran extensión lateral.
Ambiente Fluvio-Daltáico
Arenisca masiva, intercaladas con capas de lutita. Ambiente Fluvia
Conglomerados, areniscas, limolitas y con manchas grises.Ambiente
continental
A-B-C
T-U1
O-P-Q
H-I-J-K
D-E-F-G
R-S
L-M-N
O F I C
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O F I C
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TEMBLADOR
FREITES
REGISTRO TIPOREGISTRO TIPO
Espesor ±300’
Espesor ±800’
Espesor ±1500’
Espesor ±2000
Espesor ±200’
Espesor ±300’
Espesor ±800’
Espesor ±1500’
Espesor ±2000
Espesor ±200’
PleistocenoPlioceno
Mioceno Sup.
Cenomaniense
Mioceno Med.Mioceno Inf.OligocenoEoceno Sup.
Eoceno MedEoceno Inf.Paleoceno
Maestrich.
CampanienseSantonienseConiaciense
Turoniense
Albiense
Aptiense
Barremiense
Neocomiense
T E R C
I A R I
OC R
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PALEOZOICO
PRECAMBRICO
JURASICO
TRIASICO
EDAD
PleistocenoPlioceno
Mioceno Sup.
Cenomaniense
Mioceno Med.Mioceno Inf.OligocenoEoceno Sup.
Eoceno MedEoceno Inf.Paleoceno
Maestrich.
CampanienseSantonienseConiaciense
Turoniense
Albiense
Aptiense
Barremiense
Neocomiense
PleistocenoPlioceno
Mioceno Sup.
Cenomaniense
Mioceno Med.Mioceno Inf.OligocenoEoceno Sup.
Eoceno MedEoceno Inf.Paleoceno
Maestrich.
CampanienseSantonienseConiaciense
Turoniense
Albiense
Aptiense
Barremiense
Neocomiense
T E R C
I A R I
OC R
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T E R C
I A R I
OC R
E T A C
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PALEOZOICO
PRECAMBRICO
JURASICO
TRIASICO
EDAD
FREITESFREITES
LAS PIEDRASLAS PIEDRAS
MERECURE (U2- 3)MERECURE (U2- 3)
Areniscas, limos y arcillas.Ambiente Continental
-
Areniscas, limolitas,lutitas y lignitos.
Ambiente Continental con trazas de lignitos
Lutitas gris verdosa, intercaladas, en la sección basal con arenisca de granos
finos. En la parte media presenta arenas pobremente compactada propiciando zonas de presiones
anormales.
Ambiente Marino
Alternación monótona de areniscas con hidrocarburos y lutitas, con
abundancia de lignitos de poco espesor pero de gran extensión lateral.
Ambiente Fluvio-Daltáico
Arenisca masiva, intercaladas con capas de lutita. Ambiente Fluvia
Conglomerados, areniscas, limolitas y con manchas grises.Ambiente
continental
A-B-C
T-U1
O-P-Q
H-I-J-K
D-E-F-G
R-S
L-M-N
O F I C
I N A
O F I C
I N A
A-B-C
T-U1
O-P-Q
H-I-J-K
D-E-F-G
R-S
L-M-N
O F I C
I N A
O F I C
I N A
TEMBLADORTEMBLADOR
FREITES
BASAMENTOCOMPLEJO IGNEO -
METAMORFICOBASAMENTOCOMPLEJO IGNEO -
METAMORFICOBASAMENTOCOMPLEJO IGNEO -
METAMORFICO
PROYECTO PILOTO CAMPO BARE PDVSA PROYECTO PILOTO CAMPO BARE PDVSA STMSTM
ING. RÓGER VÁSQUEZING. RÓGER VÁSQUEZ
DATOS DEL YACIMIENTO R0 DATOS DEL YACIMIENTO R0 MFB52MFB52
Límitearbitrario
-2.280 pies
Falla
Límite de Roca
Límitearbitrario
Falla
Trampa Estratigráfica-Estructural
Total de Pozos: 7
POES: 294,6 MMBN
Reservas Remanentes: 41.09 MMBN
Reservas recuperables: 29 MMBN
Área: 4073,1 Acres
Pozo Completado: MFB-52
°API: 9°
h: 35,6 pies
: 27%
K: 4.6 Darcys
DATUM: - 2.150 pies
Temp: 125 °F
Presión Original: 970 Lpc
Boi: 0.94 BN/BY
Soi: 73%
Swi: 27%
Factor de Recobro: 14%
Np: 111.88 MBLS
Gp: 4.64 MMPCN
Wp: 1.63 MBLS
Mecanismo de Producción: Gas en Solución.
MFB-52
PROYECTO PILOTO CAMPO BARE PDVSA PROYECTO PILOTO CAMPO BARE PDVSA STMSTM
ING. RÓGER VÁSQUEZING. RÓGER VÁSQUEZ
MODELO ESTÁTICOMODELO ESTÁTICO
O E
CARACTERIZACIÓN DE FLUIDOSCARACTERIZACIÓN DE FLUIDOS
VISCOSIDAD DEL PETRÓLEO VS PRESIÓN
0
1000
2000
3000
4000
5000
0 200 400 600 800 1000 1200
PRESIÒN (LPC)
VIS
CO
SID
AD
DE
L P
ETR
ÓLE
O (C
PS
)
BO YACIMIENTO MFB - 52
1,031,0351,04
1,0451,05
1,0551,06
1,065
0 200 400 600 800 1000 1200
PRESION (LPC)
BO
(B
Y/B
N)
1,0594 BY/BN
PROYECTO PILOTO CAMPO BARE PDVSA PROYECTO PILOTO CAMPO BARE PDVSA STMSTM
ING. RÓGER VÁSQUEZING. RÓGER VÁSQUEZ
EVALUACIÓN PETROFÍSICAEVALUACIÓN PETROFÍSICA
SATURACIÓN DE PETRÓLEOSATURACIÓN DE PETRÓLEO
Tope
Base
PROYECTO PILOTO CAMPO BARE PDVSA PROYECTO PILOTO CAMPO BARE PDVSA STMSTM
ING. RÓGER VÁSQUEZING. RÓGER VÁSQUEZ
CONFIGURACIÓN DEL ARREGLO DE CONFIGURACIÓN DEL ARREGLO DE POZOSPOZOS
FACILIDADES EN EL ÁREA DEL POZO FACILIDADES EN EL ÁREA DEL POZO INYECTORINYECTOR
Contempla la construcción de 1 pozo vertical inyector de aire, 2 pozos productores horizontales, 4 pozos observadores y 3 pozos de agua para monitoreo.
Contempla la construcción de 1 pozo vertical inyector de aire, 2 pozos productores horizontales, 4 pozos observadores y 3 pozos de agua para monitoreo.
Las facilidades de superficie que incluye una planta compresora de aire, instalaciones para manejo de crudo, gas y agua.
Las facilidades de superficie que incluye una planta compresora de aire, instalaciones para manejo de crudo, gas y agua.
PROYECTO PILOTO CAMPO BARE PDVSA PROYECTO PILOTO CAMPO BARE PDVSA STMSTM
ING. RÓGER VÁSQUEZING. RÓGER VÁSQUEZ
OBJETIVOOBJETIVO
ALCANCEALCANCE
Diseñar e Implantar la Prueba Piloto de interés nacional basada en la solicitud Presidencial del 1ro de Mayo 2007. La misma se ha definido como una Prueba de Combustión en Sitio con barrido térmico a fin de evaluar la factibilidad de incrementar el Factor de Recobro y el mejoramiento de la calidad de los crudos la base de recursos de la Faja Petrolífera del Orinoco.
Diseñar e Implantar la Prueba Piloto de interés nacional basada en la solicitud Presidencial del 1ro de Mayo 2007. La misma se ha definido como una Prueba de Combustión en Sitio con barrido térmico a fin de evaluar la factibilidad de incrementar el Factor de Recobro y el mejoramiento de la calidad de los crudos la base de recursos de la Faja Petrolífera del Orinoco.
Contempla la construcción de 1 pozo vertical inyector de aire, 2 pozos productores horizontales, 4 pozos observadores y 3 pozos de agua para monitoreo, además de las facilidades de superficie que incluye una planta compresora de aire, instalaciones para manejo de crudo, gas y agua.
Contempla la construcción de 1 pozo vertical inyector de aire, 2 pozos productores horizontales, 4 pozos observadores y 3 pozos de agua para monitoreo, además de las facilidades de superficie que incluye una planta compresora de aire, instalaciones para manejo de crudo, gas y agua.
Incrementar en 53% el Factor de Recobro de los Yacimientos de la Faja Petrolífera del Orinoco que cumplan con las características de aplicación de la Tecnología.
Incrementar en 53% el Factor de Recobro de los Yacimientos de la Faja Petrolífera del Orinoco que cumplan con las características de aplicación de la Tecnología.
Han sido ya realizadas las procuras de los equipos mayores del Proyecto tales como: Moto-compresores, variadores de frecuencia, Equipos especiales de Monitoreo de Gases, Balancines y en fase de contrato equipos para tratamiento de gases de combustión ( FGD, Intercambiador de Calor y Estaca de Venteo).
En fase de procura los equipos de monitoreo y adquisición de data ( Fibra Óptica, DTS, Termocuplas, etc.).
Culminado el estudio hidrogeológico de las Aguas subterráneas en conjunto con el LNH para su sometimiento al Minamb.
Aprobada por el Menpet la Memoria Descriptiva del Proyecto.
Aprobados todos los permisos ambientales para la ejecución.
Avance en un 70% en la elaboración del software para el control, procesamiento y la adquisición de toda data del proceso.
Inicio de la Paquetización de los Compresores de Aire.
En espera de contratos de movimiento de tierra de la GPS para iniciar la construcción de la ampliación de la localización de los pozos inyectores y observadores y adicionalmente las plataformas de la Estación de Inyección y la Estación de Producción.
Han sido ya realizadas las procuras de los equipos mayores del Proyecto tales como: Moto-compresores, variadores de frecuencia, Equipos especiales de Monitoreo de Gases, Balancines y en fase de contrato equipos para tratamiento de gases de combustión ( FGD, Intercambiador de Calor y Estaca de Venteo).
En fase de procura los equipos de monitoreo y adquisición de data ( Fibra Óptica, DTS, Termocuplas, etc.).
Culminado el estudio hidrogeológico de las Aguas subterráneas en conjunto con el LNH para su sometimiento al Minamb.
Aprobada por el Menpet la Memoria Descriptiva del Proyecto.
Aprobados todos los permisos ambientales para la ejecución.
Avance en un 70% en la elaboración del software para el control, procesamiento y la adquisición de toda data del proceso.
Inicio de la Paquetización de los Compresores de Aire.
En espera de contratos de movimiento de tierra de la GPS para iniciar la construcción de la ampliación de la localización de los pozos inyectores y observadores y adicionalmente las plataformas de la Estación de Inyección y la Estación de Producción.
IMPACTOIMPACTO
PRODUCTOS FINALIZADOSPRODUCTOS FINALIZADOS
MODELOS MODELOS MATEMÁTICOSMATEMÁTICOS
ING. RÓGER VÁSQUEZING. RÓGER VÁSQUEZ
MODELO DE RAMEYMODELO DE RAMEY
Es un modelo matemático que
permite determinar la distribución
de temperatura para una fuente de
calor radial, de extensión finita o
infinita, que se mueve a través de
un medio isotrópico de extensión
infinita. El modelo solo considera
transferencia de calor por
conducción hacia las capas supra y
subyacentes.
Es un modelo matemático que
permite determinar la distribución
de temperatura para una fuente de
calor radial, de extensión finita o
infinita, que se mueve a través de
un medio isotrópico de extensión
infinita. El modelo solo considera
transferencia de calor por
conducción hacia las capas supra y
subyacentes.
A partir del primer intento realizado por Vogel y Krueger, se han llevado a cabo un gran
número de estudios orientados a la investigación de los fenómenos físicos y químicos de la
combustión y a las aplicaciones de campo de combustión in situ usando modelos matemáticos y modelos matemáticos y
analógicosanalógicos.
A partir del primer intento realizado por Vogel y Krueger, se han llevado a cabo un gran
número de estudios orientados a la investigación de los fenómenos físicos y químicos de la
combustión y a las aplicaciones de campo de combustión in situ usando modelos matemáticos y modelos matemáticos y
analógicosanalógicos.
MODELO DE BAILEY Y LARKINMODELO DE BAILEY Y LARKIN
Es una modificación del modelo
anterior, para considerar, además
de la transferencia de calor por
conducción, transferencia de calor
por convección hacia las capas
supra y subyacentes.
Es una modificación del modelo
anterior, para considerar, además
de la transferencia de calor por
conducción, transferencia de calor
por convección hacia las capas
supra y subyacentes.
MODELO DE THOMAS, SELIG Y MODELO DE THOMAS, SELIG Y COUCH COUCH
El modelo permite determinar la
distribución de temperatura causada
por el movimiento radial del frente de
combustión y el requerimiento de aire
mínimo para la combustión. Selig y
Couch, presentan una modificación del
modelo original de Thomas y derivan
una solución numérica para el mismo.
El modelo permite determinar la
distribución de temperatura causada
por el movimiento radial del frente de
combustión y el requerimiento de aire
mínimo para la combustión. Selig y
Couch, presentan una modificación del
modelo original de Thomas y derivan
una solución numérica para el mismo.
MODELO DE CHU MODELO DE CHU
Es un modelo que considera
combustión, conducción y convección,
efectos de vaporización y condensación
dentro del yacimiento, pero supone
saturación de fluidos constante,
depreciando así los cambios de fases.
Es un modelo que considera
combustión, conducción y convección,
efectos de vaporización y condensación
dentro del yacimiento, pero supone
saturación de fluidos constante,
depreciando así los cambios de fases.
MODELOS MODELOS MATEMÁTICOSMATEMÁTICOS
ING. RÓGER VÁSQUEZING. RÓGER VÁSQUEZ
MODELO DE KUOMODELO DE KUO
Es un modelo que permite determinar dos
frentes de temperatura: una en la zona de
combustión y otra en el frente de calor, cuya
posición se localiza por el flujo de gas.
Es un modelo que permite determinar dos
frentes de temperatura: una en la zona de
combustión y otra en el frente de calor, cuya
posición se localiza por el flujo de gas.
MODELO DE GOTTFRIED MODELO DE GOTTFRIED
Es uno de los modelos más avanzados, ya
que además de considerar los mecanismos
de transferencia de calor por conducción y
convección, considera la cinética de la
reacción y flujo de tres fases. El modelo
está limitado en el sentido que solo aplica
para sistemas lineales, no incluye efectos
de gravedad y capilaridad, y desprecia la
vaporización del petróleo.
Es uno de los modelos más avanzados, ya
que además de considerar los mecanismos
de transferencia de calor por conducción y
convección, considera la cinética de la
reacción y flujo de tres fases. El modelo
está limitado en el sentido que solo aplica
para sistemas lineales, no incluye efectos
de gravedad y capilaridad, y desprecia la
vaporización del petróleo.
MODELO DE SMITH Y FAROUQ ALI MODELO DE SMITH Y FAROUQ ALI
Es un modelo para predecir la eficiencia de
barrido en un patrón confinado de pozos. En
el desarrollo del modelo, Smith y Farouq Ali
suponen que el contenido de combustible en
el yacimiento es constante y el flujo es de
una sola fase (gas). Además, consideran
transferencia de calor por conducción y
convección en dos dimensiones, pérdidas de
calor hacia las formaciones adyacentes por
conducción, y diferentes permeabilidades al
aire en ambos lados de la zona de
combustión. Más tarde, Eggenschwiler y
Farouq Ali, presentaron una versión
mejorada del modelo anterior.
Es un modelo para predecir la eficiencia de
barrido en un patrón confinado de pozos. En
el desarrollo del modelo, Smith y Farouq Ali
suponen que el contenido de combustible en
el yacimiento es constante y el flujo es de
una sola fase (gas). Además, consideran
transferencia de calor por conducción y
convección en dos dimensiones, pérdidas de
calor hacia las formaciones adyacentes por
conducción, y diferentes permeabilidades al
aire en ambos lados de la zona de
combustión. Más tarde, Eggenschwiler y
Farouq Ali, presentaron una versión
mejorada del modelo anterior.
REFLEXIÓNREFLEXIÓN
EQUIPO NRO. 6EQUIPO NRO. 6
Universidad Nacional Experimental Universidad Nacional Experimental
Politécnica de la Fuerza Armada NacionalPolitécnica de la Fuerza Armada NacionalMaestría en Extracción de Crudos PesadosMaestría en Extracción de Crudos Pesados
Noviembre de 2011Noviembre de 2011
GRACIAS POR GRACIAS POR SU ATENCIÓNSU ATENCIÓN
INTEGRANTES:Jhoanna Resplandor CI. V-12.576.341 0426-5830537 [email protected]
Nirka Díaz CI. V-13.090.055 0414-0854589 [email protected]
José Gregorio Valero CI. V-9.987.334 0414-5803255 [email protected]
Róger Vásquez CI. V-14.317.216 0414-8265746 [email protected]
Miguel Farfán CI. 14.288.279 4166809726 [email protected]
Universidad Nacional Experimental Universidad Nacional Experimental
Politécnica de la Fuerza Armada NacionalPolitécnica de la Fuerza Armada NacionalMaestría en Extracción de Crudos PesadosMaestría en Extracción de Crudos Pesados
Noviembre de 2011Noviembre de 2011
GRUPO NRO. 6
Jhoanna Resplandor CI. V-12.576.341
Miguel Farfán CI. V- 14.288.279
José Gregorio Valero CI. V- 9.987.334
Nirka Díaz CI. V- 13.090.055
Róger Vásquez CI. V-14.317.216